Animacijska mizica: 9 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:04

Obstaja veliko zelo dobrih navodil za izdelavo interaktivnih mizic z LED matrikami, pri nekaterih sem vzel navdih in namige. Ta je preprost, poceni in predvsem je namenjen spodbujanju ustvarjalnosti: z le dvema gumboma lahko na njem ustvarite animacije!

Imeli smo mizo IKEA LACK z vdolbino, kupili novo, staro pa smo pustili za ponovno uporabo pri projektu. Zgornji del je 55x55x5cm in je votel, na vrhu in na dnu je le tanka deska, ki jo je enostavno prerezati z rezalnikom. Strani so trdnejše, izdelane iz ~ 1 cm trde plošče. Napolnjena je s kartonom v strukturi satja, ki se zlahka odstrani.

Lokalna trgovina s strojno opremo ima pleksi steklo velikosti 50x50 cm v različnih debelinah, barvah in prosojnosti. 4 -milimetrsko belo neprozorno je dovolj prozorno, cena pa razumna (4,50 EUR - še vedno največji strošek projekta!).

Namesto individualno naslovljivih LED uporabljam že na voljo čip MAX7219. Največji izhodni tok po podatkovnem listu je 320 mA skupaj, torej 5 mA na LED. Nekoliko pod nazivnimi 20 mA za 5 mm bele LED diode, vendar dovolj svetle za ta namen.

Uporabnik lahko z uporabo samo dveh gumbov ustvari ali spremeni animacije. Arduino ima 1 KB pomnilnika EPROM, tako da ustreza 128 slikam velikosti 8 x 8 bitov. Dovolj prostora za shranjevanje 15 animacij po 1-15 sličic.

1. korak: Potrebni materiali

Ikea pomanjkljiva miza

50x50 cm neprozorno pleksi steklo, debeline 4 mm

~ 0,5 kvadratnega metra kartona. Trdna 3-slojna plošča, ki se uporablja za pakiranje pohištva, je najboljša.

Bela barva

Arduino Nano brez zatičev

Moški priključek USB-A

Majhen USB napajalnik

MAX7219 IC

24-polna IC vtičnica (ali 3 8-polne vtičnice)

Trimer potenciometer 20kOhm

64 belih 5 mm LED. V idealnem primeru razpršeno, vendar jasno tudi v redu.

~ 10 m emajlirane žice (ali druge izolacijske žice)

2 trenutna gumba, 16-milimetrski nosilec za ploščo

1 velik elektrolitski kondenzator (~ 1000muF)

1 keramični kondenzator (~ 1muF)

2 keramična kondenzatorja (~ 0,1muF)

1 pravokotno stikalo za vklop/izklop (kladivo za čolne 10x15 mm)

Prototipna plošča 5x7 cm

4 vogalni kosi za omejevanje gibanja LED plošče

2 40-polni enovrstični glavi: 1 moški in ena ženska

2 m navezane priključne žice

3 konektorji JST moški-ženski pari s 10 cm vodi

4 majhni vijaki za les

2. korak: Zgradite LED ploščo

Na karton narišite mrežo 8x8 kvadratov 5x5 cm. Narišite tudi diagonale, tako da je središče enostavno najti. Izrežite, vendar pustite dodaten prostor 1 cm okoli robov. Moj karton ni bil dovolj velik, zato sem ga sestavil iz dveh polovic in jih uporabil za celotno kaseto

Na sredini vsakega kvadrata izvrtajte luknje in skozi to prilepite 5 mm LED. Zavijte LED zatiče pod kotom 90 stopinj med katodo in anodo. Povežite vse katode vrstice skupaj in vse anode v stolpcu. Uporabil sem emajlirano žico in samo spalil premaz s spajkalnikom.

Odrežite 16-polni kos z glave ženskega zatiča in ga prilepite na sredino ene od strani. Spajajte vseh 16 žic na zatiče: anode na eni strani, katode na drugo stran. Preverite, ali svetijo svetleče diode, ko napajate kombinacijo katode in anode s 5 V zaporedno z uporom 1 kOhm.

Izrežite 9 trakov iz kartona 30x40,5 cm Izrežite več trakov širine 3 cm, ki jih nato razrežete na 72 pravokotnikov velikosti 4,5 x 3 cm. Z vročim lepilom pritrdite trakove in nato pravokotnike, da okoli vsake LED ustvarite majhno škatlo. Notranjost vsake 'škatle' pobarvajte v belo za boljši odboj svetlobe.

3. korak: Zgradite nadzorno ploščo

Sestavni deli nadzorne plošče se zlahka prilegajo polovici prototipne plošče 5x7 cm. Spajajte skupaj v skladu s shemami in prikazano sliko. Upoštevajte, da vrstni red stolpcev (števk) in vrstic (segmentov) na MAX7219 ni v redu, vendar je to enostavno popraviti v programski opremi.

Kondenzatorji so za filtriranje moči, lonec za uravnavanje intenzivnosti. Za povezavo z Arduinom je na voljo 5-polni moški glavi z upognjenimi zatiči.

4. korak: Spremenite tabelo

Z vrha mize izrežite kvadratno luknjo 48x48 cm. Material je dovolj mehak, da ga lahko z zmerno silo razrežemo z rezalnikom. Odstranite satjev nadev. Na eni strani mize izvrtajte ali prebodite dve luknji za dva gumba. Na spodnji strani naredite pravokotno luknjo za gumb za vklop/izklop. Lepite vogalne kose, da omejite gibanje LED plošče. Shranjujem škatlo z naključnimi embalažnimi materiali in zgodilo se je, da so bili plastični kosi zaščite kota pohištva, ki so jih potrebovali le malo. Lahko jih naredite tudi iz kartona.

5. korak: Pripravite in namestite stikala

Na kontakte vsake tipke spajkajte 0,1 μF keramični kondenzator. Skupaj z notranjim vlečnim uporom 20-50 kOhm Arduina bo to zagotovilo preprečevanje odbijanja s časovno konstanto tau = RC = 2-5 ms. Spojite ženske konektorje JST na gumbe in stikalo za vklop/izklop. Stikala namestite na mizo.

6. korak: Pripravite Arduino Nano

Spajajte 5 nasedlih žic, moške priključke JST in moški priključek USB na Arduino v skladu s shemami in sliko. Spojite ženski 5-polni pin-nosilec na nasedle žice (ali ga spajkajte neposredno na nadzorno ploščo).

Naložite in zaženite skico SetEEPROM.ino v Arduino Nano. Tako se v EEPROM vstavi 15 animacij. Ko so naloženi (traja ~ 2 s), zasveti LED 13. Zdaj naložite skico AnimationTable.ino.

Opomba: datoteke.ino se nekako niso naložile. Preimenoval sem jih v.txt in bilo je v redu. Zato po prenosu spremenite razširitev nazaj v.ino

7. korak: Vse združite

Arduino priključite na nadzorno ploščo, stikala in napajalno enoto. Nekaj Velcro na powerbank je idealen, da ostane na mestu. Ploščo povežite z nadzorno ploščo in jo postavite v mizo. Vklopite, da zasveti: preden začnete animacijo, svetijo LED in ugasnejo. Nato se prikaže prva animacija, ki je pravzaprav statična slika šahovske deske. Pokrijte s pleksi steklom in preverite, ali je osvetlitev znotraj vsake piksle homogena. Če ne, pokrijte LED z majhnim kosom tkiva. V štirih vogalih pleksi stekla naredite luknje in jih privijte na mizo.

8. korak: Kako ustvariti animacije

Skica omogoča ustvarjanje in predvajanje animacij z uporabo samo dveh gumbov: 'uredi' in 'predvajaj'.

Ob zagonu pokaže prvo animacijo, ki v resnici ni animacija, saj je sestavljena iz enega samega okvirja (šahovske deske). Če pritisnete 'play', se bo pomaknilo na naslednjo animacijo. Skupaj jih je 16: 15 dejanskih animacij z 1-15 sličicami in 1, ki predvaja vse v zaporedju.

Če pritisnete 'uredi', se okvir zamrzne in kazalec se premakne po zaslonu. Kadar koli znova pritisnete »uredi«, se bo slikovna pika na položaju kazalca obrnila. Ponovno pritisnite 'play', če si želite ogledati rezultat in se pomaknite na drug okvir. Spremembe so shranjene v realnem času v EEPROM -u, zato bodo ostale v spominu tudi, ko so izklopljene.

9. korak: Bonus: prototipna različica za preverjanje programske opreme

Če želite samo preizkusiti izdelovalca animacij v manjšem obsegu ali v drugem projektu, lahko to storite s prototipnim ščitnikom, 8 x 8 LED matrico s pritrjenim modulom MAX7219 in dvema gumboma, tako kot na sliki. Dešifriranje vrstic in stolpcev ni več potrebno, zato komentirajte vrstico 64-65 in razkomentirajte vrstico 68-69.